Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.

Steigende Energiekosten und Verschärfungen gesetzlicher Bestimmungen bezüglich des zulassigen Kraftstoffverbrauchs oder der zulassigen Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erfor ^¬ derlich, Maßnahmen zu ergreifen, um einerseits den Kraftstoffverbrauch von Brennkraftmaschinen zu senken und andererseits sicherzustellen, dass die von dem Kraftfahrzeug ausgestoßenen Schadstoffemissionen geringe Werte einnehmen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt geworden, Brennkraftmaschinen, insbesondere benzinbetriebene, in bestimmten Betriebspunkten mit einem selbstzundenden Brennverfahren zu betreiben, das auch als Homogeneous Charge Compression Igni- tion (HCCI), Controlled Auto Ignition (CAI) oder Raumzun- dungsverfahren (RZV) genannt wird. Bei diesem selbstzundenden Brennverfahren wird die Selbstzundung und damit der Verbrennungsverlauf über die reaktive Energiemenge in dem Zylinder der Brennkraftmaschine gesteuert. Diese Energiemenge kann unter anderem durch einen im Vergleich zum konventionell gezündeten Ottomotorenbetrieb sehr hohen Restgasanteil bereitge ^¬ stellt werden. Auch für konventionell gezündete Ottomotoren ist es bekannt, im unteren und mittleren Teillastbereich die Brennkraftmaschine mit einer hohen Abgasruckfuhrrate zu betreiben, um die Verbrennung bezuglich der Gutekriterien Verbrauch und Emissionen zu optimieren.

Thermodynamische Grundlagen derartiger selbstzundender Brenn ^¬ verfahren sind in dem Fachartikel „Verbrennungssteuerung durch Selbstzundung, Teil 1: Thermodynamische Grundlagen", Motortechnische Zeitschrift 1/2004, Jahrgang 65, Seiten 56 bis 62 offenbart.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ermögli ^¬ chen.

Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, in dem ein Brennraum ausgebildet ist und dem ein Kolben zugeordnet ist, mit einem Ansaugtrakt, der abhangig von der Stellung eines Gaseinlass- ventils mit dem Brennraum des Zylinders kommuniziert, mit einem Abgastrakt, der abhangig von der Stellung eines Gasauslassventils mit dem Brennraum des Zylinders kommuniziert, mit einem Einspritzventil, das zum Zumessen von Kraftstoff vorge ^¬ sehen ist, und mit einer Einblasevorrichtung, die zum Einbla- sen von Gas direkt in den Brennraum des Zylinders unabhängig von der Stellung des Gasemlassventils und unabhängig von dem Zumessen des Kraftstoffs vorgesehen ist. Die Einblasevorrichtung wird zum Emblasen von Gas angesteuert innerhalb eines Emblas-Kurbelwellenwmkelfensters, das sich von einem Be- gmn-Kubelwellenwmkel nahe zu einem Schließt- Kurbelwellenwmkel des Gasemlassventils bis zu einem Ende- Kurbelwellenwinkel in dem Bereich des folgenden oberen Tot-

punkts des Kolbens erstreckt. Das einzublasende Gas kann bei ^¬ spielsweise Sauerstoff umfassen, es kann jedoch beispielsweise auch im Wesentlichen aus einem Inertgas, wie zum Beispiel Stickstoff, oder einem Edelgas bestehen oder einem Gas, das an einer Verbrennung des in dem Brennraum befindlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches maximal als ein energiearmer Partner teilnimmt. Durch den Einblasevorgang des Gases wahrend des Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters kann die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder vorteilhaft be- emflusst werden, insbesondere bei einer Selbstzundung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder. Bevorzugt hangt das Einblasen des Gases durch die Einblasevorrichtung ab von mindestens einer Betriebsgroße der Brennkraftmaschine.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhangig von einem durch die Brennkraftmaschine zu erzeugenden Drehmoment. Auf diese Weise kann insbesondere bei höheren zu erzeugenden Drehmomenten zusätzliches Gas, in diesem Fall enthaltend Sauerstoff, eingeblasen werden und so bei entspre ^¬ chendem Vorhandensein von korrespondierendem Kraftstoff die durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches freizusetzende Energie erhöht werden. Auf diese Weise kann auch ein Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit Selbstzundung des Luft/Kraftstoff-Gemisches betrieben werden kann erweitert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhangig von einem vorgegebenen Beginn der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Dies hat den Vorteil, dass durch das Einblasen des Gases ein Beginn der Verbrennung beeinflusst werden kann, insbesondere

bei der Selbstzundung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum durch das Beeinflussen der Temperatur des in dem Brennraum befindlichen Gemisches.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhangig von einer vorgegebenen Dauer der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Auf diese Weise können beispielsweise extrem hohe Druckgradienten wahrend der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches vermieden werden, die die Brennkraftmaschine schadigen können und so kann ferner ein Klopfen vermieden werden. Durch die so e- benfalls gesenkte Verbrennungsspitzentemperatur kann auch die Bildung von Stickoxiden effizient verringert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhangig von einer vorgegebenen Strömung des Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Die Strömung kann beispielsweise so vorgegeben sein, dass das zusatzlich eingeblasene Gas an ZyIm- deπnnenwanden des Zylinders entlang strömt und so vorteilhaft thermisch isolierend wirkt und damit Wandwarmeverluste reduziert werden. Auf diese Weise kann der Verbrennungswirkungsgrad gesteigert werden. Ferner kann durch eine geeignet vorgegebene Strömung des Gemisches unterstutzt durch den Einblasevorgang des Gases auch eine gegebenenfalls gesenkte Verbrennungsspitzentemperatur erreicht werden und die Bildung von Stickoxiden so verringert werden. Die Einblasevorrichtung ermöglicht so das gezielte Einstellen der vorgegebenen Strömung des Gemisches.

Em für die Kurbelwellenwinkel bezogene Lage des Einblasens des Gases repräsentativer Kurbelwellenwinkel dient als Ein-

griffsparameter im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Ga ^¬ ses durch die Einblasevorrichtung. Dies zeichnet sich dadurch aus, dass dieser Eingriffsparameter besonders einfach einstellbar ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dient eine einzublasende Gasmasse als Eingriffsparameter im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass durch diesen Eingriffspara ^¬ meter insbesondere wirkungsvoll gewünschte Wirkungen eingestellt werden können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung angesteuert zum mehrfachen gepulsten Ein- blasen von Gas innerhalb des Einblas-

Kurbelwellenwmkelfensters . Auf diese Weise kann beispiels ^¬ weise insbesondere eine gewünschte Verteilung des eingeblasenen Gases präzise erreicht werden oder auch besonders gut die vorgegebene Strömung des Gemisches in dem jeweiligen Zylinder eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhangig von einer Kenngroße, die repräsentativ ist für eine in dem Brennraum befindliche Abgasmasse vor der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches . Auf diese Weise kann die Temperatur des Gemisches in dem Brennraum des Zylinders sehr gut be- einflusst werden und insbesondere präzise eingestellt werden, da insbesondere durch die in dem Brennraum befindliche Abgasmasse zunächst die Temperatur des Gemisches maßgeblich beein- flusst wird und so durch das Zumessen des eingeblasenen Gases sehr präzise eingestellt werden kann. Dies kann insbesondere im Hinblick auf das gezielte Einstellen des Beginns der

Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Rahmen des Selbstzundungsprozesses wesentlich sein. Ferner kann auch auf diese Weise die Füllung des Brennraums mit dem Gemisch sehr geeignet eingestellt werden.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer Zumessbaueinheit,

Figur 3 ein Blockschaltbild eines Teils der Steuervorrichtung und

Figur 4 Druckverlaufe des Drucks in dem Brennraum und Ventil ^¬ hubverlaufe .

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- ubergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 gefuhrt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zy ^¬ linders Zl gekoppelt ist.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltπeb mit einem Gas- einlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13. Ferner ist dem Ventiltrieb bevorzugt jeweils für das Gaseinlassventil 12

und gegebenenfalls auch für das Gasauslassventil 13 ein Pha- senversteller 14, 15 zugeordnet, mittels dessen eine Phase des Gaseinlassventilhubverlaufs beziehungsweise des Gasaus- lassventilhubverlaufs bezogen auf einen Referenzpunkt bezüglich der Kurbelwelle verstellbar ist. Darüber hinaus ist be ^¬ vorzugt mindestens ein Ventilhubversteller vorgesehen mittels dessen der Ventilhub des Gaseinlassventils 12 und/oder des Gasauslassventils 13 verstellbar ist. Alternativ kann dem Ventiltrieb für jeweils das Gaseinlassventil 12 und/oder das Gasauslassventil 13 ein vollvaπabler Ventiltrieb zugeordnet sein, der beispielsweise als elektromagnetischer , piezoelektrischer, elektropneumatischer, elektrohydraulischer oder als sonstiger dem zustandigen Fachmann für diese Zwecke bekannter Stellantrieb ausgebildet sein kann.

Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner neben einer Zündkerze 33 ein Einspritzventil und eine Einblasevorrichtung. Besonders bevorzugt sind das Einspritzventil und die Einblasevorrichtung in einer Baueinheit und zwar in einer Zumessbaueinheit 18 angeordnet. Die Zumessbaueinheit 18 umfasst einen Gehause- korper 19 (Figur 2), der eine erste Ausnehmung 20 aufweist, in die ein Kraftstoffeinlass 21 mundet, der dazu vorgesehen ist mit einer Kraftstoffversorgung, wie beispielsweise einem Common Rail, hydraulisch gekoppelt zu sein. Ferner ist in der ersten Ausnehmung 20 eine Dusennadel 22 angeordnet, die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch eine Einspritzdüse 23 unterbindet und diesen in sonstigen Positionen frei ^¬ gibt und somit ein Zumessen von Fluid, insbesondere Kraft ^¬ stoff, in den Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4 ermöglicht. Eine Ruckstellfeder 24 stutzt sich auf einen Absatz 25 des Gehausekorpers 19 an ihrem einen axialen freien Ende ab und ist an ihrem anderen freien axialen Ende mit einem Federteller 26 gekoppelt, der wiederum mechanisch gekop-

pelt ist mit der Dusennadel 22. Auf diese Weise wird die Du- sennadel 22 ohne das Einwirken weiterer Kräfte in ihre Schließposition vorgespannt.

Ferner ist in dem Gehausekorper 19, insbesondere in der ers ^¬ ten Ausnehmung 20, ein Aktuator 27 angeordnet, der auf die Dusennadel 22 einwirkt. Der Aktuator ist vorzugsweise als Festkorperaktuator, insbesondere als Piezoaktuator, ausgebildet. Er kann jedoch auch als ein weiterer dem Fachmann für diesen Zweck bekannter Aktuator ausgebildet sein, wie beispielsweise ein elektromagnetischer Aktuator.

Der Gehausekorper 19 umfasst ferner eine weitere Ausnehmung 28, die mit einem Gaseinlass 29 kommuniziert, der bei der bestimmungsgemäß montierten Zumessbaueinheit 18 mit einer Luftversorgungseinheit pneumatisch gekoppelt ist, die bevorzugt Luft unter erhöhtem Druck, wie z. B. 6 bar oder auch mehr o- der etwas weniger, zur Verfugung stellt. Dazu kann der Brennkraftmaschine beispielsweise ein Kompressor zugeordnet sein, der die Luft entsprechend verdichtet. Ferner ist in der wei ^¬ teren Ausnehmung 28 ein Einblaseventil 30 angeordnet, mittels dessen ein Emblasen der Luft in den Brennraum des Zylinders Zl steuerbar ist.

In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 34 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.

Eine Steuervorrichtung 36 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgroßen erfassen und jeweils den Wert der Messgroße ermitteln. Messgroßen und von diesen abgeleitete Großen werden im Folgenden als Betriebsgroßen be ^¬ zeichnet. Die Steuervorrichtung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden. Die Steu-

ervorrichtung 36 ermittelt abhangig von mindestens einer der Betriebsgroßen Stellgroßen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 37, welcher eine Pedalstellung PV eines Fahrpedals 38 erfasst, ein Luftmassensensor 39, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 42, welcher eine Ansauglufttemperatur TIA erfasst, ein Saugrohr- drucksensor 44, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 46, welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem dann eine Drehzahl N zuge ^¬ ordnet wird. Ferner ist bevorzugt ein Drosselklappenstellungssensor 40 vorgesehen, der einen TPS Offnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst. Ferner ist bevorzugt ein zweiter Temperatursensor 48 vorgesehen, der eine Kuhlmitteltemperatur erfasst. Ein Zylinderdrucksensor 50 ist bevorzugt vorgesehen, der einen Druckverlauf in dem Brennraum des Zylinders Zl erfasst. Ein Kraftstoffdrucksensor ist vorgesehen, der einen Kraftstoffdruck P FUEL erfasst, mit dem das Einspritzventil beaufschlagt wird. Ferner ist bevorzugt eine Abgassonde 51 vorgesehen, die stromaufwärts des Abgaskatalysators 34 angeordnet ist und den Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst.

Je nach Ausfuhrungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusatzliche Sensoren vorhanden sein.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die Phasenverstel- ler 14A, 15A oder die Ventilhubversteller, die Drallklappe,

das Einspritzventil, die Einblasevorrichtung oder die Zünd ^¬ kerze .

Neben dem Zylinder Zl sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind.

Anhand des Blockschaltbilds gemäß der Figur 3 ist ein relevanter Teil der Steuervorrichtung 36 dargestellt. Einem Block Bl sind Betriebsgroßen der Brennkraftmaschine zugeführt. Die zugefuhrten Betriebsgroßen des Blockes Bl umfassen beispielsweise die Drehzahl N, den Pedalwert PV, den Offnungsgrad TPS der Drosselklappe 5, den Kurbelwellenwinkel CRK, einen Umge ^¬ bungsdruck AMP, der beispielsweise aus dem Messsignal des Saugrohrdrucksensors 44 abgeleitet sein kann, die Ansauglufttemperatur TIA, eine Phase CAM_IN des Gaseinlassventils und eine Phase CAM EX des Gasauslassventils. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt sowohl dem Gaseinlassventil 12 als auch dem Gasauslassventil 13 eine separate Nockenwelle zugeordnet und die jeweilige Phase CAM IN, CAM EX bezeichnet ist bezogen auf eine vorgegebene Bezugsstellung der Kurbelwelle 8 und einer vorgebbaren Winkelmarke auf der jeweiligen Nockenwelle. Die Phase CAM IN des Gasemlassventils 12 ist mittels des Phasenverstellers 14 und die Phase CAM_EX des Gasauslassven- tils ist mittels des Phasenverstellers 15 des Gasauslassven- tils 13 verstellbar.

Ferner können dem Block Bl auch weitere Betriebsgroßen der Brennkraftmaschine zugeführt sein. Bevorzugt umfasst der Block Bl auch ein Drehmomentmodell der Brennkraftmaschine, das bevorzugt entsprechende Kennfelder umfasst und mittels dessen ein zu erzeugendes Drehmoment TQI SP ermittelt werden kann und zwar abhangig von mindestens einer der Betriebsgro-

ßen. Eine Untermenge oder auch alle der dem Block Bl zuge- fuhrten Betriebsgroßen oder auch weitere zusatzliche in dem Block Bl ermittelte Betriebsgroßen oder auch das zu erzeugende Drehmoment TQI_SP sind dann Blocken B2 bis B4 zugeführt.

Block B2 ist ausgebildet zum Ermitteln eines Luftmassenstroms MAF CYL in den jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4. Dazu umfasst er bevorzugt ein Saugrohrfullungsmo- dell des Ansaugtraktes 1.

Em Block B4 ist dazu ausgebildet Ausgangsgroßen abhangig von den ihm zugefuhrten Großen ein vorgegebenes Luft/Kraftstoff- Verhaltnis LAM_SP und/oder einen vorgegebenen Homogenisie ^¬ rungsgrad HOM SP des Gemisches und zwar insbesondere des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4, und/oder einen vorgegebenen Beginn ST_COMB der Verbrennung und/oder einer vorgegebenen Dauer DUR COMB der Verbrennung, und/oder einer vorgegebenen Strömung CURRENT des Gemisches in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4 und/oder einer Anzahl N INJ der Einspritzungen des Kraftstoffs und/oder einer Anzahl N MAF ADD an Einblasungen von Gas mittels der Einblasevorrichtung zu ermitteln und zwar abhangig von jeweils mindestens einer der Betriebsgroßen oder auch dem zu erzeugenden Drehmoment TQI_SP.

Ferner ist ein Block B6 vorgesehen, der ausgebildet zum Er ^¬ mitteln einer Kenngroße, die repräsentativ ist für eine in dem Brennraum befindliche Abgasmasse vor der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches . Bevorzugt ist dies eine Abgasruck- fuhrrate EGR. Das Ermitteln der Abgasruckfuhrrate erfolgt e- benso abhangig von mindestens einer der Betriebsgroßen. Die

Abgasruckfuhrrate ist dann beispielhaft dem Block B4 ebenso zugeführt .

Der Block B4 ist ferner dazu ausgebildet abhangig von den ihm zugefuhrten Großen und auch den intern in dem Block B4 ermittelten Großen oder Werten für einen Block B8 zuzumessende Kraftstoffmassen und/und gegebenenfalls ein Einspritzende EOI_x des Zumessens des Kraftstoffs für den jeweiligen Zylinder zu ermitteln. Ein x repräsentiert hier und auch im Fol ^¬ genden jeweils einen Zahler für eine erste, zweite oder auch weitere Zumessungen und zwar von Kraftstoff oder im Folgenden auch gegebenenfalls von Gas durch die Einblasevorrichtung.

Bevorzugt ist der Block B4 insbesondere ausgebildet zum Ermitteln seiner Ausgangsgroßen zum Steuern der Selbstzundung des in dem jeweiligen Brennraum des Zylinders Zl bis Z4 be ^¬ findlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches .

Ein Block B8 ist vorgesehen, dessen Eingangsgroßen die zuzumessende Kraftstoffmasse M FUEL x, das Einspritzende EOI x und bevorzugt den Kraftstoffdruck P FUEL und eine Kraftstofftemperatur T_FUEL umfassen. Die Kraftstofftemperatur T_FUEL kann beispielsweise ermittelt sein abhangig von der Kuhlmitteltemperatur. Es kann jedoch auch ein eigener Temperatursensor für diese Zwecke vorgesehen sein. Abhangig von den Eingangsgroßen des Blocks B8 werden in diesem Stellsignale für das jeweilige Einspritzventil ermittelt. Dies kann beispiels ^¬ weise umfassen einen Einspritzbeginn S0I_x und/oder eine Einspritzdauer TI FUEL x. Entsprechend der in dem Block B8 ermittelten Stellsignale wird dann das jeweilige Emspπtzven- til angesteuert.

Ferner ist der Block B4 auch ausgebildet zum Ermitteln von Eingriffsparametern im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung. So wird in dem Block B4 beispielsweise abhangig von dem diesem zur Verfugung stehenden Großen oder einer Untermenge dieser Großen eine einzublasende Gasmasse MAF ADD x und/oder ein Einblasende EOI MAF ADD x ermittelt. Dabei ist das Einblasende EOI_MAF_ADD_x ein für die Kurbelwellenwinkel bezogene Lage des Einblasens des Gases repräsentativer Kurbelwellenwinkel.

Ein Block BIO ist ausgebildet von den ihm zugefuhrten Eingangsgroßen, wie beispielsweise der einzublasenden Gasmasse MAF_ADD_x, des Einblasendes EOI_MAF_ADD_x und unter Berücksichtigung eines Einblasegasdrucks P AIR und/oder einer Em- blasegastemperatur T AIR ein Stellsignal für die Einblasevorrichtung zu ermitteln und diese entsprechend anzusteuern. Das Stellsignal kann beispielsweise einen Einblasbeginn SOI AIR x und/oder Einblasdauer TI AIR x umfassen.

Das Ermitteln der Ausgangsgroßen des Blockes B4 erfolgt beispielsweise derart, dass im Rahmen der Selbstzundung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Brennraum das einzustellende Drehmoment TQI SP möglichst präzise eingestellt werden kann, auch wenn es einen relativ hohen Wert annimmt. Ferner erfolgt das Ermitteln der Ausgangsgroßen des Blocks B4 ebenfalls im Rahmen der beabsichtigten Selbstzundung des Gemisches in dem Brennraum bevorzugt ferner in dem Sinne, dass die vorgegebene Strömung CURRENT geeignet einge ^¬ stellt werden kann, um so insbesondere den Wirkungsgrad der Verbrennung möglichst hoch einzustellen. Ferner erfolgt das Ermitteln der Ausgangsgroßen auch derart, dass der Beginn der Verbrennung ST COMB und/oder die vorgegebene Dauer der Verbrennung DUR COMB gezielt eingestellt werden. Auf diese

Weise kann bei geeigneter Ansteuerung der Einblasevorrichtung so sichergestellt werden, dass auch bei hohen Drehzahlen und einer hohen Last das Gemisch in dem Brennraum nicht zu früh gezündet wird. Dies kann insbesondere dadurch sichergestellt werden, dass das eingeblasene Gas insgesamt kühlend auf das in dem Brennraum befindliche Gemisch wirkt. Das eingeblasene Gas mittels der Einblasevorrichtung kann insbesondere im Hinblick auf das Beeinflussen des vorgegebenen Beginns ST_COMB der Verbrennung und/oder der vorgegebenen Dauer DUR COMB der Verbrennung oder auch der vorgegebenen Strömung CURRENT auch von der üblichen Zusammensetzung von Luft abweichende Gasbe- standteile enthalten oder auch gar keinen Sauerstoff enthalten. So kann das Gas beispielsweise ein Inertgas umfassen das an der Verbrennung nicht teilnimmt oder auch ein Gas umfassen, das lediglich als ein energiearmer Partner an der Verbrennung des Gemisches in dem Brennraum des jeweiligen Zy ^¬ linders teilnimmt.

Durch das Einblasen des Gases mittels der Einblasevorrichtung kann auch gegebenenfalls eine Verbesserung der Akustik der Brennkraftmaschine erreicht werden.

Im Folgenden ist der Betrieb der Brennkraftmaschine im Hinblick auf das durch die Steuervorrichtung 36 erfolgende Ansteuern der Zumessbaueinheit noch naher anhand des Verlaufs des Drucks P und zwar des Zylinderdrucks in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4 und der zugeord ^¬ neten Ventilhube bezogen auf den Kurbelwellenwinkel CRK er ^¬ läutert (Figur 4) . 52 bezeichnet den Gasauslassventilhubver- lauf, 54 bezeichnet den Gasemlassventilhubverlauf und 56 bezeichnet den Zylinderdruckverlauf. TDC bezeichnet einen obe ^¬ ren Totpunkt des Kolbens 11.

Die vier Takte des Arbeitszyklusses eines Viertaktbetriebs sind bezeichnet mit Komp für den Kompressionstakt, Exp für den Arbeitstakt, Aus für den Ausschiebetakt und An für den Ansaugtakt. Für eine bessere Verständlichkeit sind diese Bezeichnungen gewählt, auch wenn die Brennkraftmaschine quasi in einem Zweitaktbetrieb betrieben werden kann, wie nachfolgend erläutert ist.

Der Zylinderdruck steigt wahrend des Kompressionstaktes Komp stark an und bevorzugt hat das Gemisch in dem Zylinder eine derart hohe Temperatur, dass in der Nahe des oberen Totpunktes TDC eine Selbstzundung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erfolgt. Zum Sicherstellen einer geeignet hohen Temperatur vor dem Zünden des Gemisches ist ein hoher Abgasanteil in dem Brennraum des Zylinders vorhanden. Durch das Zünden des Gemisches in der Nahe des oberen Totpunkts TDC, also hier im Be ^¬ reich um 0° Kurbelwellenwinkel, erfolgt dann ein sehr deutlicher Druckanstieg des Zylinderdrucks in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4, der dann innerhalb des Arbeitstaktes mit zunehmender Abwartsbewegung des Kolbens 11 wieder abnimmt.

Das Abgas wird zu einem Teil in den Abgastrakt 4 ausgeschoben, wahrend das Gasauslassventil 13 in seiner Offenstellung ist. Die Offenstellung des Gasauslassventils 13 ist anhand des Ventilhubverlaufs 52 des Gasauslassventils 13 ersichtlich. Für den Betrieb mit Zwischenkompression ist der Ventil ^¬ hub VL des Gasauslassventils 13 eher gering eingestellt, um tendenziell einen hohen Abgasanteil für die Zwischenkompression zum Erzeugen einer geeignet hohen Temperatur sicherzustellen. Darüber hinaus ist der Bereich, in dem sich das Gas ^¬ auslassventil 13 in seiner Offenstellung befindet, bezogen auf den Kurbelwellenwinkel so eingestellt, dass noch ausrei-

chend Kurbelwellenwinkel zur Verfugung steht, um das in dem Brennraum des Zylinders befindliche Fluid wahrend der Zwischenkompression geeignet zu verdichten. Ferner ist zu diesem Zweck auch der auf den Kurbelwellenwinkel CRK bezogene Bereich der Offenstellung des Gaseinlassventils 12 geeignet spat gewählt, wie das beispielhaft anhand des Ventilhubverlaufs 54 des Gaseinlassventils 12 dargestellt ist.

Grundsatzlich kann die Zwischenkompression dazu dienen, unverbrannte Kraftstoffanteile zumindest teilweise zu oxidie- ren, um so eine geeignet hohe Temperatur in dem Brennraum sicherzustellen für den Kompressionstakt Komp und so dann für das in dem Expansionstakt stattfindende oder gegen Ende des Kompressionstaktes stattfindende Raumzunden des Luft/Kraftstoff-Gemisches die notwendige hohe Temperatur zur Verfugung zu stellen. Darüber hinaus können wahrend der Zwi ^¬ schenkompression auch langerkettige Kohlenwasserstoffmolekule fraktioniert werden, was gegebenenfalls auch für eine leichtere Zundbarkeit des Gemisches wahrend der Hauptverbrennung forderlich sein kann. Darüber hinaus kann durch die Zwischenkompression auch das Bilden von Radikalen unterstutzt sein.

Das Stellsignal für die Einblasevorrichtung wird wahrend des Emblas-Kurbelwellenwmkelfensters CRK_W erzeugt und bewirkt ein Offnen des Einblaseventils 30 und damit einhergehend ein Einblasen von Luft in den Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4.

Em Beginn-Kurbelwellenwinkel CRK B des Emblas- Kurbelwellenwmkelfensters CRK W ist vorgegeben nahe zu einem Schließt-Kurbelwellenwinkel CRK_CL des Gaseinlassventils 12, bei dem das Gaseinlassventil gerade seine Schließstellung erreicht und somit ab diesem Kurbelwellenwinkel eine Kommunika-

tion des Brennraums des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4 mit dem Ansaugtrakt 1 unterbindet.

Der Beginn-Kurbelwellenwinkel CRK B ist bevorzugt so vorgegeben, dass das Einblasen des Gases durch die Einblasevorrich ^¬ tung sich im Wesentlichen nicht auf ein Einstromverhalten von Fluid aus dem Ansaugtrakt 1 in dem Brennraum des jeweiligen Zylinders Zl bis Z4 auswirkt. Insofern kann der Beginn- Kurbelwellenwinkel CRK B auch zeitlich und somit kurbelwel- lenwinkelmaßig vor dem Schließt-Kurbelwellenwmkel CRK CL des Gasemlassventils 12 liegen aufgrund einer Laufzeitdauer einer Druckwelle, die durch das Beginnen des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung vorgegeben ist, bis zum Erreichen des Einlasses in den Brennraum bezogen auf den Abgastrakt 1.

Das Einblas-Kurbelwellenwinkelfenster CRK W erstreckt sich bis zu einem Ende-Kurbelwellenwmkel CRK E des in dem Bereich des folgenden oberen Totpunktes TDC des Kolbens 11 also des Totpunkts TDC zu Ende des Kompressionstaktes COMP. Dabei kann es beispielsweise auch vor oder nach dem oberen Totpunkt TDC liegen was einerseits abhangt von dem zur Verfugung stehenden Einblasegasdrucks P AIR und andererseits auch abhangen kann davon bis zu welchen Kurbelwellenwinkel sich die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erstreckt. So kann beispielsweise bei geeignet hohem zur Verfugung stehenden Einblasegasdruck P_AIR gegebenenfalls auch noch Gas durch die Einblase ^¬ vorrichtung wahrend der schon stattfindenden Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches eingeblasen werden.